بررسی اثر Bevel و زوایای لبه ای حفره در توزیع استرس ترمیمهای کامپوزیتی غیرمستقیم به روش آنالیز اجزای محدود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه دندانپزشکی ترمیمی و زیبایی، مرکز تحقیقات عوامل اجتماعی موثر بر سلامت دهان و دندان، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران

2 دانشیار گروه دندانپزشکی ترمیمی و زیبایی، مرکز تحقیقات عوامل اجتماعی موثر بر سلامت دهان و دندان، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران

3 دندانپزشک، یزد، ایران

چکیده

مقدمه:از روش آنالیز اجزای محدود می‌توان برای نحوه توزیع استرس در دندان استفاده نمود. این مطالعه برای بررسی توزیع استرس در ترمیمهای غیرمستقیم رزینی حفره‌های مختلف کلاس II برای بدست آوردن زاویه بهینه تراش دیواره و همچنین بررسی تاثیر بوول زاویه آگزیوپالپال با استفاده از آنالیز اجزای محدود سه بعدی  انجام شد.
مواد و روشها: یک مدل سه بعدی مولر اول مندیبل سالم و سه مدل حفره کلاس II مزیواکلوزودیستال با زاویه تراش لبه ای مختلف ایجاد شدند. همچنین همه مدلهای تراش با بوول در زاویه اگزیوپالپال بررسی شدند. استرسهای مختلف بر دندان مولر اول مندیبل که با زوایای تراش دیواره مختلف در محیط نرم­افزار شبیه سازی شده بود، وارد گردید. نیروی اکلوزالی عمودی100 نیوتن اعمال شد. خصوصیات تمام مواد ایزوتروپیک و الاستیک تعریف شد و با کمک یک تحلیل خطی استاتیک توزیع تنش و حداکثر استرس ایجاد شده در هر مدل بر حسب مگا پاسکال بدست آمد. داده­ها با استفاده از شاخصهای توصیفی ارائه شد.
یافته ها:حداکثر استرس در دندان سالم شبیه سازی شده برابر 63/24 مگا پاسکال بود. توزیع تنش مشخص‌کننده تجمع فشار در مرکز و ناحیه فورکای دندان مولر اول مندیبل و همچنین در کاسپها در ناحیه اکلوزال بود. در مدل با بوول زاویه آگزیو پالپال با زاویه لبه‌ای تراش 95 درجه، حداکثر استرس 90/24 مگا پاسکال بود که کاهش 05/0 استرس نسبت به مدل بدون بوول آگزیوپالپال را نشان داد. همچنین در زاویه تراش لبه‌ای 5/97 درجه، حداکثر استرس 85/24 مگاپاسکال در مدل بدون بوول به حداکثر استرس 80/24 مگاپاسکال در مدل با بوول رسید که سبب کاهش 05/0 استرس گردید. در زاویه لبه ای 100 درجه، از حداکثر استرس 30/25 مگاپاسکال در مدل بدون بوول به حداکثر استرس 20/25 مگاپاسکال در مدل با بوول آگزیوپالپال رسید که باعث کاهش 1/0 مگاپاسکال استرس شد.
نتیجه گیری: با توجه به محدودیتهای این قبیل مطالعات نرم افزاری، بهترین نتیجه درمانی بدست آمده در تراش دیواره‌ها با زاویه خطی 5/97 درجه می باشد. همچنین بوول آگزیوپالپال باعث کاهش حداکثر استرس در ترمیم شده و احتمال شکست آن را کاهش می دهد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the Effects of Cavity-Margin-Angles on Stress Distribution of Indirect Resin Composite Restorations with Finite Element Analysis

نویسندگان [English]

  • Abdolrahim Davari 1
  • Alireza Daneshkazemi 2
  • Reza Kargarbedaf 3
1 Professor, Department of Operative Dentistry, Social Determinant of Oral Health Research Center, School of Dentistry, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran
2 Associate Professor, Department of Operative Dentistry, Ssocial Determinant of Oral Health Research Center School of Dentistry, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran
3 Dentist, Yazd, Iran
چکیده [English]

Introduction: This study was performed to investigate the distribution of stress in indirect resin restorations of class II MOD cavities for obtaining the optimum wall angle and also the effect of axiopulpal angle bevel using 3D finite element analysis (FEA).
Material & Methods: A three-dimensional model of normal mandibular first molar and three class II cavity models with different wall angles were created. Also, all models were examined with axiopulpal angle bevel. The vertical occlusal force of 100 N was applied. The characteristics of all materials were defined as isotropic and elastic and, with the aid of a linear analysis; the distribution of stress and the maximum stress created in each model were obtained in mega-Pascal scale. T test was used for statistical of data.
Results: The maximum stress in the simulated normal tooth was 24.63 MPa. Distribution of stress indicates the accumulation of pressure in the center and the furcal region of the first molar, as well as the cusps in the occlusal region. In beveled model of 95-degree angle, maximum stress was 24.90 MPa with a decrease of 0.05 maximum stress compared to the non-beveled model. In the cutting angle of 97.5, the maximum stress was 24.85 in the no-bevel model to the maximum stress of 24.80 in the model compared with axiopulpal angle bevel, which showed achieved a decrease of 0.05 in the maximum stress. At the cutting angle of 100, the maximum stress of 25.30 was in the no-beveled model comparing to maximum stress of 25.20 in the model with axiopulpal angle bevel, which showed red action of MPA.
Conclusion: Considering the limitations of such software studies, it seems that according to the results, the best treatment result is at angle of 97.5. Axiopulpal angle bevel reduces the maximum stress in the restoration and reduces the chance of failure.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Finite element analysis
  • Restoration
  • Indirect composite
  • stress
  • Bevel

مقدمه

در سالهای گذشته پیشرفتها در زمینه باند کامپوزیت به دندان چشمگیر بوده است و بدلیل زیبایی، استفاده از آنها هم در دندانهای قدامی و خلفی چشمگیر است. کامپوزیت رزینها به صورت گسترده‌ای در ترمیمهای غیرمستقیم به ویژه در کلاس دو به صورت مزیواکلوزودیستالی ((MOD به کار می‌روند. از طرفی رویکرد استفاده از ترمیمهای غیرمستقیم کامپوزیتی
می‌تواند باعث جلوگیری از مشکلاتی نظیر انقباض حین پلیمریزاسیون شود که خود یکی از دلایل اصلی ایجاد ریزنشت در ترمیمهای کامپوزیت مستقیم می‌باشد. همچنین تحت‌تاثیر فاکتورهایی مانند ویژگیهای مواد
حفره (فاکتور
C)، اندازه حفره، وجود یا عدم وجود مینا در زوایای مرزی، کیفیت عاج و مورفولوژی و محل قرارگیری حفره می باشد(1)

در سالهای اخیر تقاضا برای ترمیمهای غیرفلزی رشد قابل توجهی داشته است. راهکارهای متنوع برای کاهش یا حذف استرس وارده بر دندان درمان ریشه شده به کار گرفته می‌شود. یک مطالعه نشان داد که ترمیم کامپوزیت می‌تواند باعث تقویت نسج باقیمانده دندان درمان ریشه شده تا 65 % و استحکام بیشتر دندانهای سالم گردد(2). در تحقیق دیگری این افزایش استحکام در حدود 76 % (3)
و در یک مطالعه دیگر این تقویت نسج برای
پره مولرها تا میزان 50 % گزارش شد
(4)

در روش ترمیم غیرمستقیم، پلیمریزاسیون رزین کامپوزیت در کوره آزمایشگاهی و در خارج از حفره دهان رخ می‌دهد و در نتیجه بدلیل مطلوب بودن شرایط، پلیمریزاسیون نسبت به حالت مستقیم کاملتر می‌باشد. بنابراین، ترمیم غیرمستقیم رزینی دارای خواص مکانیکی بهبود یافته است. با این حال، با توجه به مواد ترمیمی، معایب قابل توجهی نیز گزارش شده است. اول اینکه، عدم تشابه بین خواص مکانیکی مواد ترمیمی با بافت دندان وجود دارد. علاوه بر این، فشار اکلوزالی در ترمیم کلاس II منجربه توزیع مساوی فشار شکننده و الگوی استرس همگن نمی‌شود.(5) پیچیدگی هندسی، رفتار پیچیده ماده و شرایط مرزی موجود در نسج واقعی دندان، رسیدن به حل دقیق نحوه توزیع استرس در بافت دندانی  را با دشواری روبرو ساخته است.

تعمیم تحقیقات در این زمینه به دلیل محدودیتهای اخلاقی کار بر روی دندانهای انسان و حیوان و هزینه بر بودن آن دشوار می‌باشد. همچنین جمع‌آوری دندانهای طبیعی استاندارد برای شبیه‌سازی زمان‌بر بوده و نیاز به معیارهای ورود و خروج خاصی دارد(6). استفاده از
راه‌حلهای تقریبی قابل قبول که در زمان محدود بدست
می‌آید اجتناب ناپذیر است. روش اجزای محدود یکی از این انتخابها است. روش اجزای محدود یک روش عادی برای رسیدن به حل تقریبی در بسیاری از مسائل فیزیکی و مهندسی پزشکی است که رفتار حاکم بر آنها توسط یک معادله دیفرانسیل بیان می‌شود. در این روش از توابع پیوسته چند تکه‌ای و هموار برای تقریب کمیت مجهول مورد نظر سود برده می‌شود. هدف اصلی در روش اجزای محدود، یافتن حل یک مسئله پیچیده از طریق جایگزینی آن با یک مدل ساده تر است (7)

ﻣﺪل اﺟﺰاء ﻣﺤﺪود ﺑﺎ ﺗﮑﯿﻪ ﺑﺮ ﺧﺼﻮﺻﯿﺎﺗﯽ از ﻣﻮاد اﻧﺠﺎم ﻣﯽﮔﯿﺮد ﮐﻪ ﯾﺎ آنها را (اﯾﺰوﺗﺮوﭘﯿﮏ) دارای ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﻣﺸﺎﺑﻪ ﯾﺎ (ﻏﯿﺮاﯾﺰوﺗﺮوﭘﯿﮏ) دارای ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﻣﺘﻔﺎوت در ﻧﻈﺮ ﻣﯽﮔﯿﺮد. ﺗﻤﺎم ﻣﻮاد زﯾﺴﺘﯽ، ﻏﯿﺮاﯾﺰوﺗﺮوﭘﯿﮏ ﻫﺴﺘﻨﺪ، اﻣﺎ ﺟﻬﺖ ﺳﺎدهﺗﺮ ﺷﺪن ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت، اﯾﺰوﺗﺮوﭘﯿﮏ ﯾﺎ ارﺗﻮﺗﺮوﭘﯿﮏ (دارای ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﻣﺘﻔﺎوت در ﻃﻮل ﺳﻪ محور z,y,x) در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. ﻣﺪول اﻻﺳﺘﯿﺴﯿﺘﻪ، ﻧﺴﺒﺖ ﭘﻮاﺳﻮن (ﻣﯿﺰان اﺳﺘﺮس در ﺟﻬﺖ ﺟﺎﻧﺒﯽ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺟﻬﺖ ﻣﺤﻮری ﻫﻨﮕﺎﻣﯽ ﮐﻪ ﺷﺊ ﺗﺤﺖ ﻧﯿﺮوﻫﺎی ﮐﺸﺸﯽ ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮد) و اﺳﺘﺤﮑﺎم ﺗﺴﻠﯿﻢ ﺑﺮای ﻣﻮاد اﻋﻤﺎل ﻣﯽﺷﻮد. ﺳﭙﺲ آﻧﺎﻟﯿﺰ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺧﻄﯽ و اﺳﺘﺎﺗﯿﮏ ﯾﺎ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻏﯿﺮﺧﻄﯽ، ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﻧﺤﻮه ﺗﺨﺼﯿﺺ ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻪ ﺑﺨشهای ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺟﺴﻢ، اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد. ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺧﻄﯽ ﭘﯿﭽﯿﺪﮔﯽ ﮐﻤﺘﺮی داﺷﺘﻪ و در ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑلهای اﻻﺳﺘﯿﮏ ﻣﺆﺛﺮﺗﺮ اﺳﺖ. ﺑﺴﯿﺎری از ﺳﯿﺴﺘمهای ﻏﯿﺮﺧﻄﯽ ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺗﺴﺖ ﻣﻮاد در ﺗﻤﺎم ﻣﺴﯿﺮﻫﺎی ﻣﻨﺘﻬﯽ ﺑﻪ ﺷﮑﺴﺘﮕﯽ را داﺷﺘﻪ و در ﺗﻌﯿﯿﻦ ﺗﻐﯿﯿﺮ ﺷﮑلهای ﭘﻼﺳﺘﯿﮏ ﻣﺆﺛﺮﺗﺮﻧﺪ. ﻧﺘﺎﯾﺞ ﻧﻬﺎﯾﯽ ﮐﻠﯿﻪ ﻣﺪلهای اﺟﺰاء ﻣﺤﺪود، ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯿﺰان اﺳﺘﺮسهای ﻧﺮﻣﺎل و اﺳﺘﺮسهای ﺑﺮﺷﯽ ﭘﺨﺶﺷﺪه روی ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی ﺗﺤﺖ اﻋﻤﺎل ﺑﺎر ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﻣﻌﯿﺎر ﺷﮑﺴﺖ ﺑوﺳﯿﻠﻪ اﺳﺘﺮس ﻣﻌﺎدل ﻓﻮن ﻣﯿﺰز  ﺳﻨﺠﯿﺪه ﻣﯽ ﺷﻮد(8)

با توجه به همه موارد گفته شده، هدف از انجام این مطالعه، بررسی اثر زوایای مختلف تراش حفره در توزیع استرس در ترمیمهای کلاس II کامپوزیتی غیرمستقیم به روش آنالیز اجزای محدود سه بعدی بود.

مواد و روشها

 مطالعه حاضر از نوع آزمایشگاهی و آنالیز اجزای محدود سه بعدی بود. استرسهای مختلف بر یک دندان مولر اول مندیبل با زوایای تراش دیواره مختلف که در محیط نرم­افزار شبیه‌سازی شده، وارد گردیده است.­ با توجه به اینکه نمونه در رایانه شبیه سازی شد، نیازی به تعیین حجم نمونه نبود. داده­ها با استفاده از شاخصهای توصیفی ارائه شد.

 در اﯾﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺑﺮای ﺑﻪ دﺳﺖ آوردن ﻧﻘﺸﻪ ﺳﻪ ﺑﻌﺪی دﻧﺪان ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ اﺑﺘﺪا دﻧﺪان ﻣﻮﻟﺮ اول ﻣندیبول واﻗﻌﯽ اﻧﺴﺎن ﺗﻬﯿﻪ و ﺳﭙﺲ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﺳﮑﻨﺮ ﺳﻪ بعدی با دقت 8/0 میلیمتر  اﺑﺮﻧﻘﺎط ﺳﻄﺢ دﻧﺪان ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪ، ﺳﭙﺲ ﺑﻪ ﮐﻤﮏ ﻧﺮم افزار CATIA این ابرﻧﻘﺎط ﮐﻪ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻧﻘﺎﻃﯽ ﺑﺎ ﻣﺨﺘﺼﺎت ﻣﺸﺨﺺ اﺳﺖ،  ﺑﻪ ﻫﻢ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه و ﺳﻄﻮح ﺑﯿﺮوﻧﯽ دﻧﺪان ﺷﮑﻞ داده ﺷﺪﻧﺪ و ﺑﺎ اﺗﺼﺎل اﯾﻦ ﺳﻄﻮح ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻣﺪل ﺳﻪ ﺑﻌﺪی دﻧﺪان اﯾﺠﺎد ﺷﺪ.

سپس مدل‌سازی با کمک تصاویر دندان از زوایا و ابعاد مختلف با استفاده از اطلس wheeler انجام شد. این کار توسط نرم افزار (SRAC-USA Premium 2017 SP4.0 x86 x64)SolidWorks انجام گردید. اندازه‌ باکولینگوال 5/10 میلیمتر و اندازه مزیودیستال 4/12 میلیمتر بود. همچنین جهت بهبود آنالیز و محدود کردن آن به تاج دندانی که مورد مطالعه ما بود، طول سرویکواکلوزالی دندان 8/7 میلیمتر در نظر گرفته شد. ضمنا توزیع استرس فقط در تاج دندان مورد مطالعه قرار گرفت. (تصویر 1)

 

 

 

 

 

 

 

 


تصویر 1. تصویر مدل شبیه سازی شده دندان سالم مولر اول مندیبل در محیط نرم افزار

 

 

همچنین ساختار دندانی به تفکیک طراحی شد که شامل مینا و عاج بود. خصوصیات مواد مدل سازی شده در (جدول 1) آورده شده است.

 

جدول 1. خصوصیات مواد مدل سازی شده

ماده تشکیل دهنده

ضریب پوآسون

مدول یانگ (GPa)

مینا

3/0

80

عاج

31/0

18

   کامپوزیت رزین

(Filtek Z350 XT)

24/0

25

   سمان (MetaCem)

3/0

6

 

 

 

تراش حفره کلاس II به صورت MOD بر روی دندان با زوایای مختلف تباعد دیواره‌های باکال و لینگوال دندان طراحی و شبیه‌سازی شد. عرض حفره برابر ۳/۲ (دو سوم) فاصله بین کاسپی در نظر گرفته شد.

همچنین ضخامت مینا از 3/2 میلیمتر در نوک کاسپها تا صفر در CEJ در نظر گرفته شد. زوایای لبه ای  95،  5/97 و 100 درجه و مدل بوول شده دیواره پالپال نیز شبیه‌سازی شد. ترمیم شامل کامپوزیت غیرمستقیم و همچنین سمان آن شبیه‌سازی گردید. (تصاویر 2 تا 6) نمایانگر مدلهای طراحی شده با زوایای مختلف تراش هستند.

 

 

 

 

 

 


تصویر2. نمای شماتیک طراحی زاویه تراش و لایه های مدل شبیه سازی شده

 

 

 

 


تصویر 3. مدل شبیه سازی شده با زاویه تراش ۱۰۰ درجه

 

 

 

 

 

  

 


تصویر 4 . مدل شبیه سازی شده با زاویه تراش 5/97 درجه

 

 

 

 

 

 


تصویر5. مدل شبیه سازی شده با زاویه تراش ۹۵  درجه

 

 

با توجه به مطالعه مشابه(9) نیروی استاندارد آستانه شکست دندان مولر مندیبل برابر 100 نیوتون بر روی مدلهای طراحی شده شبیه‌سازی شد. تکیه‌گاه نیروی سطح اکلوزال به صورت فشار و همگن و تکیه‌گاه دندان در مقطع سرویکال به صورت ایزومتریک و بدون پارامتر و صلب طراحی شد. توزیع استرس ایجاد شده به کمک نرم‌افزار Abaqus CAEDassault Systèmes Société (Anonyme, France)   پس از طراحی مش مدل و حذف پیکسلهای خراب با دقت 95 % به کمک آمار توصیفی و فلودیاگرامها سنجیده شد.

یافته ها

نتایچ تحلیل استرس بر روی دندان مولر اول مندیبل ترمیم شده با و بدون بوول در تصاویر 6 و 7 آمده است. 


  

 

 


تصویر 6. الف) مدل تراش بوول خورده در ناحیه آگزیوپالپال  ب) نتایج تحلیل استرس برای فشار وارد شده در مدلهای ترمیم شده بدون بوول

 

 

 

تصویر۷. نتایج تحلیل استرس برای فشار وارد شده در مدلهای ترمیم شده همراه با بوول در زاویه آگزیوپالپال در نماهای مختلف

 

 


همچنین آنالیز مدلها در دندان مولر اول مندیبل سالم و همچنین تراش خورده با زوایای دیواره عمودی 95 و 5/97 و 100 درجه با و بدون بوول و میزان حداکثر استرس مدلهای شبیه‌سازی شده به صورت عددی از خروجی نرم‌افزار بدست آمد که در (جدول 2) نشان داده شده است.


جدول 2.  نتایج حاصل از آنالیز مدلها و جزئیات تحلیل

مدل

زاویه تقارب دیوارهای طرفی با کف حفره تراش

مدولوس یانگ
(
Young Modulus)

تعداد المنتها

استرس حداکثر برحسب مگا پاسکال در دندان

  دندان سالم

-

80000/ 18000

456071

63/24

بدون بوول آگزیوپالپال

95 درجه

80000/ 18000

474125

95/24

بدون بوول آگزیوپالپال

5/97 درجه

80000/ 18000

500221

85/24

بدون بوول آگزیوپالپال

100 درجه

80000/ 18000

502753

30/25

با بوول آگزیوپالپال

95 درجه

80000/ 18000

479312

9/24

با بوول آگزیوپالپال

5/97درجه

80000/ 18000

502545

24

با بوول آگزیوپالپال

100 درجه

80000/ 18000

503899

25

 

 


بحث

 نوع و روش ﺗﺮﻣﯿﻢ ﻧﻘﺶ ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻬﻤﯽ در ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯿﺰان ﻣﻮﻓﻘﯿﺖ دﻧﺪان ترمیم ﺷﺪه دارد. ﺑﺴﯿﺎری از ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻧﺸﺎن داده‌اﻧﺪ ﮐﻪ روش ﺗﺮﻣﯿﻤﯽ اﯾﺪه آل ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ ﺷﮑﺴﺖ ﺑﺎﻓﺖ ﺑﺎﻗﯿﻤﺎﻧﺪه دﻧﺪاﻧﯽ ﺑﻌﺪ از درﻣﺎن ﻣﯽﺷﻮد(10) در اﯾﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻣﯿﺰان ﺗﻮزﯾﻊ اﺳﺘﺮس در دﻧﺪانهای ﻣﻮﻟﺮ اول مندیبول ﺗﺮﻣﯿﻢ ﺷﺪه، ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ. جهت ﺑﺮرﺳﯽ و آﻧﺎﻟﯿﺰ ﻧﯿﺮوﻫﺎی وارده ﺑﺮ ﺳﯿﺴﺘﻢ دﻧﺪاﻧﯽ روشهای ﻣﺘﻌﺪدی ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﻧﺪ. ﯾﮑﯽ از اﯾﻦ روشها آﻧﺎﻟﯿﺰ اﺟﺰاء ﻣﺤﺪود اﺳﺖ. اﺳﺘﻔﺎده از آﻧﺎﻟﯿﺰ اﺟﺰاء ﻣﺤﺪود ﻓﻮاﯾﺪ ﺑﺴﯿﺎری ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺳﺎﯾﺮ روشها در ﺷﺒﯿﻪﺳﺎزی ﺷﺮاﯾﻂ ﮐﻠﯿﻨﯿﮑﯽ ﭘﯿﭽﯿﺪه دارد، ﻫﺮﭼﻨﺪ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺧﺎﺻﯿﺖ ﺳﺎده ﺳﺎزی ذاﺗﯽ اﯾﻦ روش، ﺑﺎﯾﺪ ﺗﻤﺮﮐﺰ ﻋﻤﺪﺗﺎً ﺑﺮ روی ﻧﺘﺎﯾﺞ ﮐﯿﻔﯽ ﺑﺎﺷﺪ ﺗﺎ ﻧﺘﺎﯾﺞ ﮐﻤﯽ و ﻋﺪدی(11)

در روش اجزای محدود ناحیه بافتی مورد نظر بصورت یک مجموعه‌ای از زیر ناحیه های کوچک متصل بهم بنام المان و یا اجزای محدود در نظر گرفته
می‌شود. در ادامه برای هر قطعه بافت یک حل تقریبی مناسب فرض می‌شود . با سوار نمودن این اجزاء شرایط تعادل کلی سیستم (مانند بافت دندان) استخراج می شود. با ارضای این شرایط جواب تقریبی برای کمیت مورد نظر بدست می آید(12).این مطالعه با هدف بررسی اثرات زوایای مختلف تراش لبه‌ای در دیواره های عمودی حفره دندان مولر مندیبل در دندان سالم و تراش خورده سه سطحی به منظور جایگزینی با کامپوزیت غیرمستقیم و نحوه توزیع استرس در آن  به روش آنالیز اجزای محدود انجام شد. مطالعات مختلفی به منظور دستیابی به بهترین پروتکل درمانی برای دندانها انجام شده‌اند که روشهای مختلف درمانی و مواد مختلف را مورد بررسی قرار
داده اند.

در مطالعه Dejak و همکاران(13) که به منظور مقایسه تنش در کامپوزیت غیرمستقیم با ترمیمهای مستقیم انجام شد، اینگونه نتیجه‌گیری شد که تنش معادل در ساختار دندان ترمیم شده با کامپوزیت غیرمستقیم کمتر از دندانهای با ترمیمهای کامپوزیتی مستقیم است. دندانها با ترمیمهای غیرمستقیم به طور بالقوه در مقایسه با ترمیمهای مستقیم کمتر در معرض آسیب  قرار داشتند.

Jeong و همکاران(14) تاثیر انواع ترمیمهای دندانی بر توزیع استرس در دندانهای پرمولر درمان ریشه شده ماگزیلا را بررسی کردند. حفرات دسترسی بعد از درمان ریشه با آمالگام، رزین، سرامیک و طلا ترمیم شده و نیروی N500 روی کاسپهای باکال و لینگوال، همچنین نیرویی معادل N170 روی مارژینال ریج مزیالی و کاسپ پالاتالی بصورت همزمان اعمال شد و به روش آنالیز اجزاء محدود مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پس از بررسی نتایج، تفاوتی در بزرگی میزان استرس در رابطه با انواع مواد ترمیمی مشاهده نشد.

نتایج این مطالعه با مشاهدات سایر پژوهشگران تطابق داشت و می توان اینگونه نتیجه‌گیری کرد که در شرایط یکسان، مواد مختلف تفاوتی در مقاومت دندان ترمیم شده ایجاد نمی‌کنند. با این حال مطالعات دیگر، خصوصیات حفره ترمیم را فاکتور مهمتری برای پیش‌بینی مقاومت دندان درمان شده می دانند.

در مطالعه حاضر زوایای تراش مختلف دیواره و همچنین بوول زاویه آگزیوپالپال مورد بررسی قرار گرفت. حداکثر استرس در دندان سالم شبیه‌سازی شده برابر 63/24 مگاپاسکال بود. توزیع تنش مشخص‌کننده تجمع فشار در مرکز و ناحیه فورکای دندان مولر اول مندیبل و همچنین در کاسپها در ناحیه اکلوزال بود. حداکثر استرس در دندان ترمیم شده با زاویه تراش دیواره ای 95 درجه، 95/24 مگاپاسکال و در زوایای 5/97 و 100 درجه به ترتیب 85/24 و 30/25 مگاپاسکال بود. اما بررسی تفاوت عددی این نتایج نشان می‌دهد که به طور کل دندان ترمیم شده حداکثر استرس بیشتری را تحمل می‌کند و مستعد شکست می‌شود. از سویی در زوایای مختلف تراش دیواره با توجه به نزدیکی نتایج برای زوایای مختلف، زاویه تراش 5/97 درجه نسبت به دو زاویه دیگر حداکثر استرس کمتری را داشت. توزیع تنش در دندانهای ترمیم شده علاوه بر فورکا مشابه با دندان سالم به سمت لبه‌های ترمیم در قسمت تراش خورده دندان متمایل بود. این توزیع اهمیت طراحی حفره ترمیم بهینه و همچنین استفاده از مواد ترمیمی با توانایی تحمل حداکثر استرس بالا را نشان می دهد.

در مطالعه Ausiello و همکاران(15)، به منظور بررسی، تاثیرترمیمهای کلاس II (MOD) و شکلهای مختلف تراش حفره بر توزیع تنش و کرنش در ترمیمهای غیرمستقیم چسبنده، با استفاده از آنالیز  اجزاء محدود، یک مدل سه بعدی از دندان مولر پایین سالم و سه ترمیم کلاس  II MOD با شکلهای مختلف ایجاد شد. برای شبیه سازی اثر پلیمریزاسیون انقباض، که اساساً به لایه سمان کامپوزیت نازک محدود می‌شود، عناصر پوسته به کار گرفته شد و رویکرد انبساط حرارتی استفاده شد. یک بار اکلوزالی عمودی N 600 ، استفاده شد در حالیکه ثابت صفر جابجایی در سطوح برش زیر شکاف در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که سفتی غذا تاثیر کمی بر توزیع تنش در دندان ترمیمی و سالم داشت. همچنین دندانهای ترمیم شده به طور بالقوه استعداد ابتلا به آسیب بیشتری داشتند که این مساله در زاویه‌های تراش لبه ای دیواره بالاتر از 95 درجه بیشتر بود.

نتایج مطالعه ما مشابه با مطالعه ذکر شده بود، اما بهترین زاویه تراش در مطالعه حاضر در زاویه 5/97 درجه بدست آمد.

توزیع تنش در مدل سالم از گروههای بازسازی متفاوت بود. به دلیل تعداد کمی از رابطه‌ای موجود در دندان طبیعی، بار بطور مساوی در کنار مینا و عاج توزیع گردید و بدون غلظت شدید استرس کاملا جذب شوک از مدل دندان صحیح را تأیید می‌کند. به طور خاص، تنشهایی که از دندان سالم بدست می‌آید، دارای رفتار کاملا یکنواخت است. در عوض، نوسانات شدید در دندانهای درمان شده مشاهده شد. همه اینها می‌تواند مربوط به زاویه حاشیه حفره در سیستم بازسازی شده باشد. بوول آگزیوپالپال به طور شایع در ترمیمهای کلاس دو آمالگام به کار می‌روند که باعث جلوگیری از شکست ترمیم و کاهش استرس وارده بر دندان و ترمیم میشود(16)

در مطالعه حاضر نقش بوول بر روی ترمیمهای کامپوزیت غیرمستقیم مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج در مدلهای شبیه سازی شده با بوول زاویه آگزیوپالپال در مدلهای مختلف حاکی از کاهش استرس در مجموع مدلهاست. به صورت تکی در مدل با بوول زاویه
آگزیوپالپال با زاویه لبه‌ای تراش 95 درجه حداکثر استرس 90/24 مگاپاسکال بود که کاهش 05/0 استرس نسبت به مدل بدون بوول آگزیوپالپال را نشان داد. همچنین در زاویه تراش لبه ای 5/97 درجه،  از حداکثر استرس 85/24 مگاپاسکال در مدل بدون بوول، به حداکثر استرس 80/24 در مدل با بوول رسید. در زاویه لبه‌ای 100 درجه از حداکثر استرس30/25 مگاپاسکال در مدل بدون بوول، به حداکثر استرس 20/25 مگاپاسکال در مدل با بوول آگزیوپالپال رسید. نتایج بدست آمده موید این فرضیه بودند که بوول زاویه آگزیوپالپال با کاهش حداکثر استرس در حفظ سلامت ترمیم موثر خواهد بود. این نتایج نشان می دهد که بطور کل دندان ترمیم شده ماکزیمم استرس بیشتری را نسبت به دندان سالم تحمل می‌کند و مستعد شکست می شود. از سویی در زوایای مختلف تراش دیواره با توجه به نزدیکی نتایج برای زوایای مختلف، زاویه خطی تراش 5/97 نسبت به دو زاویه دیگر حداکثر استرس کمتری را ایجاد می کند.

نتیجه گیری

  با توجه به محدودیتهای این قبیل مطالعات
نرم
افزاری، به نظر می‌رسد حداقل استرس در تراش
لبه ای دیواره‌ها با زاویه 5/97 درجه ای بدست می آید. همچنین بوول آگزیوپالپال باعث کاهش حداکثر استرس در ترمیم شده و احتمال شکست آن را کاهش می دهد. مسلماً برای تایید نتایج چنین مطالعاتی نیاز به مطالعات کلینیکی طولانی مدت می‌باشد.

تقدیر و تشکر

 این مقاله حاصل از پایان‌نامه تحقیقاتی مصوب دانشگاه علوم‌پزشکی شهید صدوقی یزد به شماره ثبت 5576  می باشد که بدینوسیله قدردانی می­گردد.

1.         1Scotti N, Scansetti M, Rota R, Pera F, Pasqualini D, Berutti E. The effect of the post length and cusp coverage on the cycling and static load of endodontically treated maxillary premolars. Clin Oral Investig 2011; 15(6):923-9.

2.         Ausielloa P, Ciaramellab S, Fabianellic A, Gloriad A, Martorellib M, Lanzottib A, et al. Mechanical behaviors of bulk direct composite versus block composite and lithium disilicate indirect Class II restorations by CAD-FEM modeling. Dent Mater 2017; 33(6):690-701.

3.         Oskoee PA, Ajami AA, Navimipour EJ, Oskoee SS, Sadjadi J. The effect of three composite fiber insertion techniques on fracture resistance of root-filled teeth. J Endod 2009; 35(3):413-6.

4.         Mei ML, Chen YM, Li H, Chu CH. Influence of the indirect restoration design on the fracture resistance: a finite element study. Biomed Eng Online 2016; 15:3.

5.         Sengun A, Cobankara FK, Orucoglu H. Effect of a new restoration technique on fracture resistance of endodontically treated teeth. Dent Traumatol 2008; 24(2):214-9.

6.         Ingraham R. The application of sound biomechanical principles in the design of inlay, amalgam and gold foil restorations. J Am Dent Assoc 1950; 40(4):402-13.

7.         Cobankara FK, Unlu N, Cetin AR, Ozkan HB. The effect of different restoration techniques on the fracture resistance of endodontically-treated molars. Oper Dent 2008; 33(5):526-33.

8.         Calheiros FC, Pfeifer CS, Brandão LL, Agra CM, Ballester RY. Flexural properties of resin composites: influence of specimen dimensions and storage conditions. Dent Mater J 2013; 32(2):228-32.

9.         Yikilgan I, Bala O. How can stress be controlled in endodontically treated  teeth? A 3D finite element analysis. ScientificWorldJournal 2013; 2013:426134.

10.       Rodrigues FB, Paranhos MP, Spohr AM, Oshima HM, Carlini B, Burnett LH Jr. Fracture resistance of root filled molar teeth restored with glass fibre bundles. Int Endod J 2010; 43(5):356-62.

11.       Hughes TJ. The finite element method: linear static and dynamic finite element analysis. 1st ed. Mineola, NewYork: Dover Publications, Inc; 2012. P. 363-9.

12.       Jiang W, Bo H, Yongchun G, LongXing N. Stress distribution in molars restored with inlays or onlays with or without endodontic treatment: a three-dimensional finite element analysis. J Prosthet Dent 2010; 103(1):6-12.

13.       Dejak B, Mlotkowski A. A comparison of stresses in molar teeth restored with inlays and direct restorations, including polymerization shrinkage of composite resin and tooth loading during mastication. Dent Mater 2015; 31(3):e77-87.

14.       Jeong GM, Sung SJ, Lee KJ, Chun YS, Mo SS. Finite-element investigation of the center of resistance of the maxillary dentition. Korean J Orthod 2009; 39(2):83-94.

15.       Ausiello P, Ciaramella S, Garcia-Godoy F, Gloria A, Lanzotti A, Maietta S, et al. The effects of cavity-margin-angles and bolus stiffness on the mechanical behavior of indirect resin composite class II restorations. Dent Mater 2017; 33(1):e39-47.